Kan laserskanning på skördaren ge bättre aptering?

I ett nytt projekt har Skogforsk, SLU, RISE och Komatsu Forest undersökt om laserskannrar monterade på skördare kan mäta krök för att användas för bättre aptering. Resultaten visar att tekniken fungerar och att den på sikt kan bidra till högre virkesvärden och mindre vrak.

Krök kostar pengar

Krök är en av de vanligaste orsakerna till att talltimmer vrakas eller nedklassas vid svenska sågverk. Eftersom dagens skördare saknar automatiska verktyg för att mäta krök, vilar ansvaret helt på maskinförarens erfarenhet och visuella bedömning. Detta innebär en mental belastning och tar fokus från andra arbetsmoment. 

Om krök kan identifieras innan trädet fälls öppnas möjligheten att anpassa apteringen så att krokiga delar undviks i timmerstockar. Det kan både minska vrakandelen och öka värdet på den producerade råvaran.  

Laserskanning från skördaren mäter stående träd

Projektet har undersökt om mobil laserskanning (MLS) monterad på skördare kan användas för att mäta krök på träden kring skördaren och om den informationen kan användas för att förbättra apteringsbesluten. Tekniken bygger på att en laserskanner kontinuerligt mäter omgivningen med miljontals laserstrålar och skapar tredimensionella punktmoln som beskriver trädens form. Utifrån dessa data utvecklades algoritmer som kan identifiera stammar, rekonstruera stammens form och beräkna olika mått på krök. Studien genomfördes på två talldominerade slutavverkningstrakter utanför Umeå. 

Resultaten visar att det är möjligt att mäta långkrök på stående träd med MLS monterad på skördare. För den del av stammen där datakvaliteten var högst - mellan en och fem meter över marken - uppnåddes en mätnoggrannhet som bedöms som lovande för framtida operativ användning. 

Värdeökning genom bättre aptering

Apteringssimuleringar baserade på uppmätt stamform visade att hänsyn till krök kan öka timmerutbytet och virkesvärdet genom att undvika att göra stockar som annars riskerar att vrakas vid industrin. Vinsterna var störst för träd med tydliga krökar i den nedre delen av stammen. 

Genom att integrera laserskanning i skördarens apteringsdator kan maskinföraren få stöd för att fatta beslut som maximerar trädets totala värde. Det innebär exempelvis att en kortare massavedsstock kan kapas ut över stammens krokigaste del, vilket möjliggör uttag av raka timmerstockar högre upp. 

Utmaningar kvarstår för praktisk tillämpning

Trots den goda potentialen finns utmaningar som kräver vidare utveckling:

• Detektion: Det behövs bättre algoritmer för att mäta krokighet både högt upp i träden och nära marken.
• Komplexa former: Algoritmerna behöver bli bättre på att hantera komplexa stamformer som tvärkrök och dubbeltoppar.
• Laserskanning under avverkning: Att laserskanna från en maskin som arbetar är svårt, många saker rör sig kring maskinen och områden skyms av till exempel kranen.

Studien inkluderade även en inledande pilotstudie av AI-baserad detektion av virkesfelet lyra med hjälp av kamera. Resultaten visade att metoden har potential, men att betydligt större mängder träningsdata krävs för praktisk tillämpning. 

Framåtblick

Sammanfattningsvis visar projektet att tekniken har goda förutsättningar att bidra till effektivare råvaruutnyttjande och ökat värdeskapande i den skogliga värdekedjan. Nästa steg i utvecklingen är att skala upp testerna, förbättra behandlingen av punktmoln och utvärdera de ekonomiska effekterna i större skala. 

Projektet "Mätning av krök och virkeskvalitet med mobila sensorer på skördare" har genomförts i samarbete mellan Skogforsk, SLU, RISE och Komatsu Forest AB. Det har finansierats av TräCentrum Norr, Mistra Digital Forest, Åforsk, Norra Skogs Forskningsstiftelse, Önnesjöstiftelsen samt Skogforsks ramanslag.